Phân tícH tính năng v ứng dụng của Mastercam Phần mềm thiết kế công nghệ cho các máy CNC TS. Trần vĩnh hng Bộ môn Thiết kế máy Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT Tóm tắt: Phần mềm CAM l một nhu cầu rất cấp thiết của những doanh nghiệp có sử dụng máy CNC. Bi báo giới thiệu Mastercam l phần mềm thiết kế công nghệ cho các máy CNC. Summary: CAM Software is of great demand to businesses owning CNC machines. This article presents Mastercam as a kind of software of technical designing for CNC machines. i. mở đầu Những năm gần đây việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế, chế tạo các sản phẩm công nghiệp ngày càng phổ biến ở Việt Nam. CAD (Computer aided design) là máy tính trợ giúp thiết kế, CAM là máy tính trợ giúp chế tạo. CAD và CAM nối ghép với nhau trở thành một loại hình công nghệ cao, một lĩnh vực khoa học tổng hợp của cơ khí - tin học - điện tử - tự động hoá. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, CAD/CAM đã đợc ứng dụng nhanh chóng trong công nghiệp, vì nó là công cụ giúp các nhà thiết kế và chế tạo sản phẩm có hiệu quả để tăng năng suất lao động, giảm cờng độ lao động và tự động hoá quá trình sản xuất, nâng cao chất lợng và hạ giá thành sản phẩm. Hiện nay với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, hệ thống CAD/CAM tích hợp đợc phát triển rất nhanh chóng. Nó đã tạo nên sự liên thông từ quá trình thiết kế cho đến chế tạo trong lĩnh vực cơ khí. Xu thế hiện nay các nhà kỹ thuật phát triển chủ yếu là hệ thống CAD/CAM tích hợp. Những phần mềm CAD/CAM tích hợp đợc sử dụng phổ biến hiện nay nh: Mastercam, Edgecam, SoLidcam, Delcam, Surfcam, Vercut, Topmold, Cimatron, CATIA/AutoNC, Pro/Engenicer, Hypercam, v.v ii. những khả năng của mastercam 2.1. Khả năng thiết kế các chi tiết gia công (Mastercam Design) Mastercam là một phần mềm CAD/CAM tích hợp. Một trong các yếu tố quan trọng là phải thiết kế chính xác các chi tiết cần gia công. Trong Mastercam có môdul Mastercam Design đảm nhận phần thiết kế nh những phần mềm CAD độc lập khác. Giao diện chung của Mastercam có dạng: Giao diện có 3 phần chính Thanh công cụ: - Menu chính: Analyze: phân tích đối tợng Create : tạo đối tợng File : quản lý tệp Modify : sữa chữa đối tợng Xform : các thao tác trên đối tợng Delete : xoá đối tợng Screen : thiết lập thông số hiển thị, vẽ Solids : vẽ khối đặc Backup : trở về menu trớc đó Main menu: trở về menu chính - Menu thứ cấp: Z : cao độ mặt phẳng vẽ Color : màu hiển thị đối tợng vẽ Level : lớp quản lý đối tợng Style/Width: kiểu và bề rộng nét vẽ Groups : quản lý đối tợng theo nhóm Mask : đánh dấu đối tợng, nhóm hoặc lớp Cplane : mặt phẳng để vẽ đối tợng Gview : mặt phẳng quan sát đối tợng Trong chức năng thiết kế có ba phần cơ bản 2.1.1. Phần thiết kế các đờng hình học trong mặt phẳng 2D gồm các nhóm lệnh + Nhóm các lệnh vẽ các đờng hình học: Point: vẽ điểm, Line: vẽ đờng thẳng, ARC: vẽ cung tròn, Rectangle: vẽ hình chữ nhật, PolyGon: vẽ đa giác đều, Ellipse: vẽ elíp, LETTERS: tạo chữ, Bound Box: tạo đờng biên dạng phôi, GEAR: vẽ bánh răng, FPLot: vẽ các đờng cong toán học, Spline: vẽ đờng cong tự do, Curve: tạo đờng trên bề mặt khối. + Nhóm các lệnh hiệu chỉnh: Fillet: uốn cung tròn (vẽ góc lợn) giữa hai đờng, Trim: cắt bỏ phần thừa của đờng, Break: cắt bỏ một đoạn trên một đờng không cần đờng giới hạn, Extend: kéo dãn một đờng, NCVTOARCS: chuyển đờng SPLINE thành đờng ARC, X TO Nurbs: chuyển đờng ARC thành đờng NURBS (đờng tự do), Chamfer: vát cạnh, Delete: xoá hình vẽ, Analyse: phân tích, thông tin về các đối tợng. + Nhóm các lệnh hỗ trợ vẽ: MIRROR: vẽ đờng đối xứng, Rotate: xoay hình đi một góc, Scale: thay đổi tỷ lệ, kích thớc hình vẽ theo hai phơng x, y bằng nhau, Scale xyz: thay đổi kích thớc hình vẽ theo 3 phơng x, y, z khác nhau, Translate: dịch chuyển hình vẽ, Offset: vẽ các đờng song song, Ofsctour: tạo đờng song song với đờng biên dạng, Stretch: kéo dãn đờng, Roll: cuộn mặt phẳng. Qua các nhóm lệnh trình bày ở trên, chúng ta thấy nó có đầy đủ và có phần vợt trội hơn các nhóm lệnh vẽ 2D (mặt phẳng) trong AutoCAD. Tên lệnh và cách thức sử dụng cũng tơng tự nh AutoCAD. 2.1.2. Phần thiết kế các bề mặt (Surface) trong không gian 3D gồm các nhóm lệnh + Nhóm các lệnh vẽ bề mặt: Sweep: Tạo bề mặt phẳng bằng cách quét các biên dạng quanh đờng dẫn, Revolve: tạo bề mặt tròn xoay, Loft: nối các biên dạng theo đờng cong để tạo thành mặt cong, Ruled: nối các biên dạng theo các đờng thẳng gãy khúc để tạo thành mặt cong, Draft: đùn một biên dạng thành mặt, Coons: tạo bề mặt bằng cách xác định một mặt lới của các đờng giao nhau, Primitive: tạo các bề mặt cơ bản bao gồm Cylinder (bề mặt trụ) cone (bề mặt nón) Block (bề mặt hình hộp lập phơng) Sphere (bề mặt cầu) Torns (bề mặt xuyến) Extrusion (đùn biên dạng thành mặt), From Solid: tạo bề mặt đồng dạng với bề mặt đã có. + Nhóm các lệnh hiệu chỉnh bề mặt. Offset: tạo các bề mặt song song với bề mặt gốc, Fillet: tạo bề mặt cong nối với hai bề mặt, Trim Extend: cắt và kéo dãn bề mặt, 2 Surface BLND: nối hai bề mặt, 3 Surface BLND: nối ba bề mặt, Fillet BLND: nối ba bề mặt bằng các mặt cong có bán kính xác định trớc. 2.1.3. Phần thiết kế các khối đặc (Solids) trong không gian 3D gồm các nhóm lệnh + Nhóm các lệnh vẽ khối đặc Extrude: tạo khối bằng cách đùn biên dạng theo hớng vuông góc với biên dạng, Revolve: tạo khối bằng cách xoay biên dạng quanh một trục, Sweep: tạo khối bằng cách đùn biên dạng theo trục cong bất kỳ, Loft: tạo khối bằng cách nối hai biên dạng bất kỳ, Primitives: tạo các khối cơ bản gồm Cylinder (khối trụ) Cone (khối nón) Block (khối hộp) Sphere (khối cầu) Toru (khối xuyến). + Nhóm các lệnh hiệu chỉnh khối đặc Draft faces: thay đổi góc nghiêng bề mặt, Boolean: hợp khối, trừ khối, giao khối, Chamfer: vát cạnh các khối, Fillet: tạo cung tròn ở hai cạnh khối đặc, Shell: tạo vỏ hộp từ khối đã có, Trim: cắt các khối, SolidsMGR: quản lý các khối. 2.2 Khả năng thiết kế công nghệ gia công cho máy phay CNC Trong phần mềm CAM ngoài tính năng thiết kế dễ dàng các bề mặt gia công, nó phải thể hiện đợc khả năng thiết kế gia công cho bao nhiêu loại máy phay CNC với các hệ điều khiển khác nhau. Do đó điều trớc tiên chúng ta phải biết đợc sản phẩm thiết kế trên phần mềm Mastercam có chuyển sang điều khiển đợc cho máy CNC mà chúng ta đang sử dụng hay không? Khả năng đó đợc thể hiện trong phần Post Processor: - Change Post: chọn hệ điều khiển của máy CNC - NCI file : tạo tệp NCI - NC file : tạo tệp NC cho máy CNC Change post: xuất hiện bảng thoại - Send: chuyển trực tiếp dữ liệu chơng trình NC đợc tạo tới máy CNC, nếu có sự kết nối máy tính với máy CNC. Ch Đặ t tên tệp NC, nhấn Save. Chơn g trình NC đ ợ c t ạ o có cấu trúc mã lệnh ứn g với hệ điều khiển đợc chọn: ọ n tên tệp ứn g với hệ điều khiển của máy CNC, chọn Open. Bảng 1. Các hệ điều khiển của máy phay CNC Hệ điều khiển / phiên bản Tên tệp lu trong post Tên máy CNC Diễn tả post 1 2 3 4 Generic fanuc MP_EZ Generic fanuc Generic fanuc3 axis mill post Generic MILLM. Set Generic Generic metric setup sheet for mill version 7 Meldus 520 - AM MP 520 AM Mitsubishi Mitsubishi meldus 520 (fanuc OM) Acramatic 2100E MPA 2100E Cincitatti lancer 1000 Cincinatti lancer 1000 mill (DLR) Generic MPAB 7320 Generic Alan bradley Millpwr MPACU RT Acu rite Acu rite millpwr post N.E. electronics AMC 4 MPAMC 4 c.r.onsrud cnc router Post for onsrud 3 axis w. AMC 4 router Series 1100 MPAN 112X anilam Anilam series 1100 Series 1000M MPAN 113X Anilam Anilam series 1000M Flame cutter MPANORAD Anorad Anorad flame cutter 312 MPBOS 312 Bostomatic Bostomatic 312 Bostomatic SPC MPBOSS 4X Bostomatic model 4 axis mill with y/ a interchange II CNC 14-40 And manual tool Boss 10 MPBOSS 10 Bridgeport Bridgeport boss10 Boss 5 MPBOSS 5 Bridgeport Bridgeport boss 9 Boss 6 MPBOSS 6 Bridgeport Bridgeport boss 6 poss Boss 9 MPBOSS 9 Bridgeport Bridgeport boss 9 poss GENERIC MPBOSTO BOSTON DIGITAL BOSton digital 3-axis VTC-325 MPBRGMST BURGMASTER Burgmaster vtc 325 post GENERIC MPBURNY BURNY Burny mill post M-SERIES MPCENM4 CENTROLD Centrold m-series post 5 MPCENT5 CENTURION Centurion 5 mill post MILACRON MPCIN850 CINCINNATI Cincinnati milacron 850 S1400 MPCRU14 ANILAM Anilam s1400 CRUSADER MPCRUG ANILAM Anilam crusader 1 2 3 4 DYNAMYTE2400C MPD2400C DYNAMYTE Dynamyte 2400c post GENERIC MPDECK DECKEL Deckel (drilling sub programs) GENERIC MPDECKH DECKEL Deckel GENERIC DELTA 40 50 & 60 CONTROL (EIA/ISO FORMAT) MPDELT40 GENERIC DYNAPATH Eia/iso post for delta 40, 50 & 60 dynapath DIALOG 11 MPDIA11 DIALOG 11 Dialog 11 post 11 MPDIA11A DIALOG Dialog 11 DYNA MECHTRONICS 2400 MPDM24UX DYNA MECHTRONICS 2400 Dyna mechtronics 2400 mill post DX32 MPDX32 BRIDGEPORT Bridgeport dx32 post 2400 MPDYNA24 DYNAMYTE Dynamyte 2400 SYSTEM 10/20 MPDYPTH DYNAPATH GENERIC dynapath system 10/20 post GENERIC MPEMCO4 EMCO Emco post Ez-track sx Mpeztrak Bridgeport Bridgeport ez-track F1 Mpf1 Emco Emco f1 post GENERIC eadal (format 2) Mpfadal2 GENERIC fadal GENERIC fadal vmc mill post (Format 2) GENERIC fanuc Mpfan GENERIC fanuc GENERIC fanuc mill post Flascut cnc v1 Mpflash1 Flascut cnc GENERIC mill post for flashcut cnc Numeripath 8000 Mpg&l Guidings& lewis File for g&l 8000 Ge 1050 Mpge1050 Allen-bradley Allen-bradley ge 1050 mill post GENERIC Mphaas Haas GENERIC haas mill post 442p Mpheian Heian Heian 442p mill post Heidenhain Mpheid Heidenhain GENERIC heidenhain 3 axis post GENERIC heidenhain tnc (Iso) Mpheid-1 GENERIC heidenhain GENERIC heidenhain tnc iso mill post Ultimax 2 Mphur Hurco Hurco km3p ultimax 2 post Ability systems Mpindex Endexer lpt Stepper motor control thru indexer lpt ver 3.18 GENERIC Mpkt Kearney & trecker Kearney & trecker Plasma cutter Mplinde Linde Linde plasma cutter Router Mpmagnum Magnum Magnum technology wood routers & supermax mill centroid version Maho Mpmahoxy maho Maho xy mill post Maho Mpmahoxz Maho Maho xz mill post Maho Mpmahoyz maho GENERIC maho y-z plane post GENERIC Mpbosto Boston digital Boston digital 3-axis Vtc-325 Mpbrgmst Burgmaster Burgmaster vtc-325 post GENERIC Mpburny Burny Burny mill post m-series Mpcenm4 Centroid GENERIC centroid m-series post 5 Mpcent5 Centurion Centurion 5 mill post Milacron Mpcin850 Cincinnati Cincinnati milacron 850 S1400 Mpcru14 Anilam Anilam s1400 Crusader Mpcrug Anilam Anilam crusader Dynamyte 2400c Mpd2400c Dynamyte Dynamyte 2400c post GENERIC Mpdeck Dekel Deckel (drilling sub programs) GENERIC Mpdeckh Deckel Deckel GENERIC Delta 40, 50 & 60 control (eia/iso format) Mpdelt40 GENERIC dynapath Eia/iso post for delta 40, 50, & 60 dynapath Dialog 11 Mpdia11 Dialog 11 Dialog 11 post 11 Mpdia11a Dialog Dialog 11 1 2 3 Trong phần điều khiển gia công phay có đầy đủ các trợ giúp để thực hiện gia công tự động một bề mặt phức tạp của chi thiết, trên cơ sở đã thiết kế đợc chi tiết chính xác. 2.3. Khả năng thiết kế công nghệ gia công cho máy tiện CNC Ngời thiết kế phải tìm đợc sự phù hợp của Mastercam với hệ điều khiển máy tiện CNC mà chúng ta đang sử dụng. Công việc này cũng tìm đợc trong phần Post Processor: 4 Dyna mechtronics 2400 Mpdm24ux Dyna mechtronics 2400 Dyna mechtronics 2400 mill post Dx 32 Mpdx32 Bridgeport Bridgeport dx32 post 2400 Mpdyna24 Dynamyte Dynamyte 2400 System 10/20 Mpdypth Dynapath GENERIC dynapath system 10/20 post GENERIC Mpemco4 Emco Emco post generic (m32 / m plus / Tusion) mpmazakm Generic mazak generic mazak eia mill post multicam generic mpmcam multicam multicam generic 3 axis g & m code mill post generic meldas mpmeldas generic mitsybishi generic mitsubishi meldas mill post w/ high speed options fanuc 18mb mpmoore moore 450 cp moore jig grinder NPT CP OR LP systems mpnwprec generic new precision technologies (NPT) systems three axis npt post processor generic osp 5000M OSP 7000M & U100M mpokuma generic okuma generic okuma mill poss OMAX mpomax omax omax abrasive water jet ord post OSP 5000 mposp okuma okuma ost 5000 post OSP 5000 4 AXIS mposp4 okuma okuma osp 5000 4 axis post OSP 7000M mposp 7 okuma generic okuma ost 7000m mill post positool mposi generic positool mill post Prototrak mx 2 mprptmx2 prototrak mx2 2 axis post for prototrak mx2 mx3 mprotmx3 prototrack prototrak mx3 servo impact mini mill mpser vo1 servo impact mini mill servo impact mini mill swinc II mpsund80 sundstrand sundstrand ser 80 swinc II wystem 10 mpsys10 dynapath dynapath system 10 terra mpterra terra terra mill post Tiger 3 mptoger 3 sharnoa sharnoa tiger 3 Tiger 4 mptoger 4 sharnoa tiger 4 sharnoa tiger 4 mill post jouneyman 2 uvr c mptree tree file for journeyman 2 uvr c generic mptriac triac triac generic mill post 12 mpunidex unidex unidex 12 mill post generic acramatic/ vicker s 2100 generic cincintati milacron/ vickers generic acramatic/ vickers 2100 mill post mpvick rs teammate 6400 mp viking p& W viking p & w viking teammate 6400 western egravers supply vision engraving & routing machine 3 axis hpgl type post for vision engraving mpvision yasnac 1 - 80 mpy a s80m kit amura kitamura mycenter / yasnac 1 - 80 post generic yasnak mpyasnak generic yasnak generic yasnak mill post Change Post: chọn hệ điều khiển của máy CNC NCI file : tạo tệp NCI NC file : tạo tệp NC cho máy CNC Send: chuyển trực tiếp dữ liệu chơng trình NC đợc tạo tới máy CNC, nếu có sự kết nối máy tính với máy CNC Chọn tên tệp ứng với hệ điều khiển của máy CNC, chọn Open Để biết đợc tệp ứng với hệ điều khiển nào, thực hiện: Vào File, Edit, PST xuất hiện bảng thoại: Chọn tên tệp cần hiển thị thông tin: Control name : tên hệ điều khiển Sau khi thiết lập các thông số cần thiết, nhấn OK xuất hiện bảng thoại: Đặt tên tệp NC, nhấn Save. Chơng trình NC đợc tạo có cấu trúc mã lệnh ứng với hệ điều khiển đợc chọn: Mastercam thích hợp đợc 13 hệ điều khiển của các máy tiện CNC. Xem bảng 2. Bảng 2. Các hệ điều khiển của máy Tiện CNC Hệ điều khiển/ phiên bản Tên tệp lu Tên máy CNC Diễn tả post trong post generic fanuc mpl ez generic fanuc generic fanuc 2 axis lathe post generic fanuc 2 axis lathe post with canned cycles generic fanuc mpl gen generic fanuc generic post for cincinnati milacron w/ 850 sx control 850 SX mpl 850sx cincinnati EZ path sz mpl ezpth bridgeport absolute post for single turret ez path l generic fanuc mplfan generic fanuc generic fanuc lathe c- axis post light mplight light light mill post fanuc ot mplokuhw okuma howa okuma howa w/ fanuc ot lathe c- axis post osp 7000 mp lokuma okuma generic 2 axis okuma/ w lap3 cycles generic mplomni omni turn generic 2 axis la the post with canned cycles yasnac 2000g mpltl 3 yc mori seiki tl3 mori seiki tl3 w / yasnac 2000 lathe post fanuc 6t mpltl 56T mori seiki tl5 mori seiki tl5 w / fanuc 6t lathe post t - p l u s M P L T P L s m a z a k mazak eia / iso post processor w/ canned cycles t-plus mpltplsc mazak mazak eia/ iso post processor w/ c axis Để thực hiện các nguyên công gia công tiện, Mastercam có đầy đủ các chức năng để thực hiện gia công tự động một chi tiết phức tạp trên máy tiện. 2.4. Khả năng thiết kế công nghệ gia công cho máy cắt dây (Wire) Cũng giống nh phay, tiện, trong phần cắt dây của Mastercam cũng phải tìm đợc hệ điều khiển phù hợp cho máy cắt dây mà chúng ta đang sử dụng. Phần này có thể tìm thấy ở mục: Pos Processor. Mastercam thích hợp đợc 8 hệ điều khiển của máy cắt dây (xem bảng 3). Một trong những u điểm của máy cắt dây là có thể cắt đợc những biên dạng của chi tiết có độ cứng bất kỳ. Mọi hỗ trợ điều khiển máy cắt dây đều đợc thực hiện trên Mastercam một cách dễ dàng. Bảng 3. Các hệ điều khiển của máy cắt dây CNC Hệ điều khiển/ phiên bản Tên tệp lu Tên máy CNC Diễn tả post trong post agievision mpwagevo excellence / evolution/ challenge/ classic agie vision post agie ac123 mpwagie agie generic agie wire post fanuc 16 mpwfanuc fanuc fanuc wite post, generic fanuc mpwhitchi Hitachi hithachi/ fanuc post h- series mpwmts-h Mitsubishi mitsubishi h seeries post prima wire mpwprima prima prima wire post for ona america edm wire robofil 300/310 charmilles robofil 300/ 310 mpwrobo charmilles 500/510 500/510 post a350w mpwsd350 sodick sodick a 350w post iii. Kết luận Mastercam là một phần mềm CAD/CAM tích hợp. Nó đợc sử dụng tiện lợi để thiết kế công nghệ cho các máy CNC phay, tiện, cắt dây. Tuy nhiên để sử dụng tốt Mastercam, ngời kỹ s phải có kiến thức về công nghệ chế tạo truyền thống và kỹ năng thiết kế trên máy tính. Tài liệu tham khảo [1]. CNC Software: Mastercam. [2]. Trần Vĩnh Hng, Trần Ngọc Hiền. Mastercam Phần mềm thiết kế công nghệ cho các máy CNC . Phân tícH tính năng v ứng dụng của Mastercam Phần mềm thiết kế công nghệ cho các máy CNC TS. Trần vĩnh hng Bộ môn Thiết kế máy Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT Tóm tắt: Phần mềm CAM. có, Trim: cắt các khối, SolidsMGR: quản lý các khối. 2.2 Khả năng thiết kế công nghệ gia công cho máy phay CNC Trong phần mềm CAM ngoài tính năng thiết kế dễ dàng các bề mặt gia công, nó phải. hiện các nguyên công gia công tiện, Mastercam có đầy đủ các chức năng để thực hiện gia công tự động một chi tiết phức tạp trên máy tiện. 2.4. Khả năng thiết kế công nghệ gia công cho máy cắt